唐山西郊污水處理廠是河北省第一座市政污水處理廠，該項(xiàng)目1982年開工建造，1985年竣工并投入運(yùn)行。1992年開始，機(jī)械科學(xué)研究院環(huán)保所與唐山西郊污水處理廠合作，利用污水廠脫水污泥開展了堆肥實(shí)驗(yàn)及產(chǎn)物肥效試驗(yàn)研究，并自此陸續(xù)開展了污泥堆肥相關(guān)工藝、裝備、工程化、產(chǎn)物土地利用等方面研究工作[1]。在上述工作基礎(chǔ)上，1994年、2006年、2011年先后建設(shè)了唐山西郊污水處理廠污泥堆肥工程、唐山西郊污水處理二廠污泥堆肥工程和唐山市城市污泥無害化處置工程，形成了目前中國唯一的、完全采用國產(chǎn)技術(shù)的污泥堆肥項(xiàng)目群，上述項(xiàng)目代表了各個(gè)時(shí)期中國污泥堆肥的發(fā)展水平，為行業(yè)縱向?qū)Ρ妊芯刻峁┝私^佳范例。

1．唐山污泥處理項(xiàng)目群概況

1.1唐山西郊污水處理廠污泥堆肥工程

唐山西郊污水處理廠占地4.5公頃，建設(shè)規(guī)模為日處理污水3.6萬噸，主要擔(dān)負(fù)著市區(qū)22.22平方公里生活污水及工礦企業(yè)工業(yè)廢水的處理任務(wù)。項(xiàng)目采用二級生化處理工藝（傳統(tǒng)活性污泥法），污泥處理采用中溫一級厭氧消化+機(jī)械脫水工藝，日產(chǎn)脫水污泥10-15t（含水率75%）。

在“八五”國家重點(diǎn)企業(yè)技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目“污泥堆肥成套設(shè)備”（課題編號：KF-91-10-01/02）課題資金支持下，唐山西郊污水處理廠于1994年建成了污泥堆肥車間并投入運(yùn)行，配套了翻堆機(jī)、實(shí)驗(yàn)倉等設(shè)備、設(shè)施，并全面開展設(shè)備性能測試以及生產(chǎn)工藝實(shí)驗(yàn)工作[2]。1998年至1999年，在“九五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目“污泥快速制肥成套設(shè)備”（專題編號：96-909-02-03）課題資金的支持下，對原有污泥堆肥車間進(jìn)行了優(yōu)化改造，形成了15t/d（含水率75%）的脫水污泥處理能力[3]。

項(xiàng)目采用傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)槽式堆肥工藝，發(fā)酵槽體采用埋地結(jié)構(gòu)，堆肥槽最大有效容積為150m3，發(fā)酵周期10-12d。

唐山西郊污水處理廠還于1998年9月17日，經(jīng)工商注冊登記成立了唐山市田寶復(fù)混肥廠，并于次年獲得國家工商局“冀唐高效復(fù)混肥”肥料商標(biāo)注冊，之后在唐山及周邊地區(qū)開展污泥肥料推廣應(yīng)用工作。2006年，隨著唐山西郊污水處理二廠的投入使用，唐山西郊污水處理廠停產(chǎn)，但污泥堆肥車間繼續(xù)保持運(yùn)行狀態(tài)，處理唐山西郊污水處理二廠部分脫水污泥。一直到2012年，隨著唐山西郊污水廠改擴(kuò)建工程立項(xiàng)建設(shè)以及唐山市城市污泥無害化處置工程全面投入使用，連續(xù)運(yùn)行18年的唐山西郊污水處理廠污泥堆肥車間予以拆除。

唐山西郊污水處理廠污泥堆肥工程是中國第一座市政污泥堆肥工程，該項(xiàng)目至今仍保持中國污泥堆肥項(xiàng)目連續(xù)運(yùn)行時(shí)間最長紀(jì)錄。

1.2唐山西郊污水處理二廠污泥堆肥工程[4]

唐山西郊污水處理二廠是世行貸款全球招標(biāo)采購項(xiàng)目，占地面積約11.67公頃，處理規(guī)模為12萬噸/日，主要擔(dān)負(fù)著唐山市西部建成區(qū)居民生活及工商業(yè)污水、工礦企業(yè)工業(yè)廢水的處理任務(wù)。唐山西郊污水處理二廠可研報(bào)告中提出，污水廠脫水污泥通過污泥堆肥子項(xiàng)目進(jìn)行穩(wěn)定化、減量化、資源化處置，并首次提出自動(dòng)進(jìn)料、封閉除臭等要求。

該項(xiàng)目采用改良槽式堆肥工藝，2006年3月通過了竣工驗(yàn)收，投入正式運(yùn)行。

項(xiàng)目處理規(guī)模為36t/d（含水率80%），最終產(chǎn)品——有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料產(chǎn)量為14.5t/d，折合年產(chǎn)量4350t/a。

項(xiàng)目在技術(shù)方面具有三方面突破：

1）好氧發(fā)酵系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)

項(xiàng)目堆肥槽采用了模塊化設(shè)計(jì)理念，共設(shè)置2個(gè)處理模塊，單位模塊日處理能力約為20噸（考慮10%的安全系數(shù)），每個(gè)模塊各設(shè)置一套相對獨(dú)立又互為備用的翻堆機(jī)、曝氣風(fēng)機(jī)，通過轉(zhuǎn)倉機(jī)實(shí)現(xiàn)翻堆機(jī)備用，通過連接管道閥門切換實(shí)現(xiàn)曝氣風(fēng)機(jī)備用。由于每一個(gè)模塊的處理能力完全相同，設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)無差別備用。當(dāng)污泥處理需求擴(kuò)大時(shí)，增加處理模塊數(shù)量即可滿足處理要求。

2）物料機(jī)械化輸送與自動(dòng)進(jìn)料系統(tǒng)

污泥堆肥項(xiàng)目中散物料輸送量較大，且物料形狀差異較大：從含水率小于5%的粉煤灰到含水率80%的生污泥，均屬于物料輸送范圍。鑒于此特點(diǎn)，項(xiàng)目主要采用無軸螺旋輸送機(jī)作為輸送設(shè)備，輔以氣力輸送方式。在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)從脫水機(jī)房直接機(jī)械輸送至堆肥車間的物料輸送方式，并成功實(shí)現(xiàn)混合物料的自動(dòng)布料入倉，節(jié)省了大量人力和運(yùn)行成本。也減少了勞動(dòng)安全事故發(fā)生的機(jī)率。

3）設(shè)置專門除臭系統(tǒng)

由于項(xiàng)目位于市區(qū)內(nèi)，邊居民區(qū)密度較高，因此外排臭氣控制要求較為嚴(yán)格。本項(xiàng)目首次在國內(nèi)污泥堆肥項(xiàng)目中嘗試采用真正意義的生物除臭系統(tǒng)——噴淋+生物濾池組合除臭系統(tǒng)，系統(tǒng)必要時(shí)可以進(jìn)行化學(xué)藥劑噴淋，生物濾池采用生物吸附填料，啟動(dòng)時(shí)投加生物菌劑，運(yùn)行中通過噴淋維持生物填料層濕度。

1.3唐山市城市污泥無害化處置工程

唐山市城市污泥無害化處置工程主要擔(dān)負(fù)唐山市西郊污水二廠、北郊污水廠、東郊污水廠和豐潤污水廠所產(chǎn)生的360t/d污泥（含水率80%）無害化處理任務(wù)，考慮到周邊縣區(qū)污泥消納，項(xiàng)目設(shè)計(jì)污泥處理規(guī)模為400t/d（含水率80%）。項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)選在豐潤污水廠老廠內(nèi)，總占地面積約16300m2。建設(shè)內(nèi)容包括生產(chǎn)車間、座生物濾池、生料庫、成品庫、變配電間等車間設(shè)施，綜合樓及其它附屬設(shè)施利用豐潤污水處理廠老廠原有設(shè)施[5]。

項(xiàng)目2010年9月開工建設(shè)，2011年10月進(jìn)泥試運(yùn)行。

唐山城市污泥無害化處置工程是世界上首次采用雙層隧道式發(fā)酵倉系統(tǒng)（SACT）的污泥堆肥項(xiàng)目，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。相對于國外先進(jìn)技術(shù)，SACT技術(shù)具有以下四方面技術(shù)突破[6]：

1）倉型的突破

翻堆設(shè)備天軌行走方式以及隧道倉型使得發(fā)酵倉可以經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)雙層乃至多層結(jié)構(gòu)形式，成倍地節(jié)省了占地面積，自由空間被極度壓縮，系統(tǒng)保溫性能大為提升，除臭動(dòng)力消耗大為降低。

2）核心設(shè)備的突破

項(xiàng)目所采用的F5.110翻堆機(jī)，與SACT隧道發(fā)酵倉相匹配設(shè)計(jì)，是目前已投運(yùn)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝機(jī)功率最大的污泥專用翻堆設(shè)備，打破了國外產(chǎn)品的技術(shù)壟斷。

3）成套系統(tǒng)的突破

與多層系統(tǒng)匹配需要解決自動(dòng)布料、自動(dòng)出料、物料垂直輸送、配混料、維修維護(hù)、安裝等多方面問題，因此整個(gè)機(jī)械化多層堆肥系統(tǒng)是一個(gè)基于現(xiàn)有成熟技術(shù)的復(fù)雜成套系統(tǒng)。

4）設(shè)計(jì)理念的突破

引入MCCD設(shè)計(jì)理念，對于高度依賴物流輸送機(jī)械化的污泥堆肥項(xiàng)目來說，為機(jī)械設(shè)備與建筑結(jié)構(gòu)如何高效配合配合提供了新思路。

2．唐山污泥堆肥項(xiàng)目群數(shù)據(jù)對比

3．唐山污泥堆肥產(chǎn)物土地利用情況

從1997年開始，先后利用污泥堆肥產(chǎn)品在小麥、玉米、水稻、蔬菜、土豆等農(nóng)作物田間對六種配方的污泥復(fù)混肥料進(jìn)行了肥效實(shí)驗(yàn)，其中：在正定縣朱夫屯村國農(nóng)業(yè)示范區(qū)進(jìn)行了冬小麥農(nóng)田實(shí)驗(yàn)，在唐山市豐南縣錢營鎮(zhèn)李亳子村、灤縣興隆莊鄉(xiāng)四村以及豐潤、遷安等地進(jìn)行了小麥、玉米、土豆等農(nóng)田實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)?zāi)┢冢�唐山市土肥站出具的《農(nóng)田肥效試驗(yàn)報(bào)告》顯示，唐山市豐南縣實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

（1）小麥?zhǔn)┯糜袡C(jī)無機(jī)復(fù)混肥均比對照區(qū)植株生長勢強(qiáng)，促分蘗，增加穗數(shù)和穗粒數(shù)，提高千粒重，增產(chǎn)幅度為30.5–80.6公斤，增產(chǎn)率7.5–20.2%。

（2）有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥第一配方以畝施100公斤增產(chǎn)最高，其次是畝施75公斤和50公斤。從經(jīng)濟(jì)施肥上講，以每畝施50–75公斤為宜。

（3）有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥第二配方一般畝增產(chǎn)小麥46.1–46.6公斤，增產(chǎn)率12.1–13.4%。

（4）有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥，經(jīng)在唐山市試驗(yàn)后增產(chǎn)顯著，有一定的推廣價(jià)值。

2002年12月，唐山市衛(wèi)生防疫監(jiān)測站對上述實(shí)驗(yàn)田土壤進(jìn)行了重金屬跟蹤調(diào)研，出具了《唐山施用污泥（堆肥）土壤重金屬測試報(bào)告》，對連續(xù)施用唐山西郊污水廠污泥有肥的玉米地（4年）、小麥地（4年）、棉花地（3年）、麥芥蔥（1年）位于0-20cm和20-40cm深度的土壤進(jìn)行了重金屬含量跟蹤調(diào)查，結(jié)果如下：

2009年9月，中科院南京土壤所對唐山市灤縣南園子村連續(xù)施用污泥有機(jī)肥3年的花生地以及唐山市玉田縣梁莊子村連續(xù)施用污泥有機(jī)肥9年的姜地進(jìn)行了土壤及植物重金屬含量跟蹤調(diào)查，結(jié)果如下：

上述實(shí)驗(yàn)與監(jiān)測數(shù)據(jù)表明：符合標(biāo)準(zhǔn)的污泥科學(xué)地進(jìn)行土地利用，包括農(nóng)田利用，是安全的。這條技術(shù)路線的關(guān)鍵在于如何根據(jù)中國國情“科學(xué)”地進(jìn)行土地利用，還亟待相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的盡快出臺落地。

4．結(jié)語

唐山污泥處理項(xiàng)目群對中國污泥堆肥事業(yè)有兩個(gè)重要貢獻(xiàn)：一是唐山污泥處理處置二十多年保持著難得的“連續(xù)性”，并三次大膽采用全套、全新國產(chǎn)系統(tǒng)，用唐山人的勇氣與魄力證明了國產(chǎn)堆肥技術(shù)與系統(tǒng)的可靠性；二是長時(shí)間的農(nóng)用經(jīng)驗(yàn)為下一步污泥土地利用處置技術(shù)路線的開拓與政策的制定提供了重要借鑒。可以說：唐山是中國污泥堆肥技術(shù)的發(fā)源地，也是中國污泥堆肥行業(yè)發(fā)展的見證者。

參考文獻(xiàn)

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[2]田秀敏,王璠,樓上游,等.污泥堆肥成套設(shè)備-臥式倉鏈條式翻堆機(jī)研究報(bào)告[R] .北京:機(jī)械部機(jī)械工業(yè)環(huán)保技術(shù)研究所,1994.

[3]劉長風(fēng),王璠,田秀敏,等.污泥快速制肥成套設(shè)備研究報(bào)告[R] .北京:機(jī)械科學(xué)研究院,1999.

[4]王濤.SACT污泥堆肥工藝應(yīng)用案例及應(yīng)用效果分析("十一五"水處理關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用案例大全)[C}.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2010:165-169.

[5]王濤,許傳銀,吳慶成,等.唐山400t/d城市污泥無害化處理工程設(shè)計(jì)[J].中國給水排水,2013,29(20):65-69.

[6]王濤,邢家樂,蘭軒花,等.SACT污泥高溫好氧發(fā)酵技術(shù)與典型案例分析[J].給水排水,2014,40(7):24-27.

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